Что такое редуцирующее устройство
Редукционные клапаны
Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.
Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.
Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.
Функции редукционного клапана
Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:
Как работает редукционный клапан
Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.
Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.
Редукционный клапан прямого действия
Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.
Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.
Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.
Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.
При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.
При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.
Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.
Редукционный клапан непрямого действия
Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.
Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.
Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.
Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.
Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.
В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.
Как изображается редукционный клапан на гидросхемах
На гидравлических схемах редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.
Чем редукционный клапан отличается от предохранительного
Редукционные и предохранительные клапаны позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.
Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.
Редукционный клапан давления
Газ или жидкость в магистральном трубопроводе часто находится под более высоким давлением, чем это нужно для того или иного потребителя. Для того, чтобы снизить его до требуемой величины, применяют редукционный клапан. Такие устройства используют также стабилизации напора в гидравлических системах различных приводов на транспорте и в технологических установках.
Назначение
Устройства предназначены для понижения высокого напора жидкости или газа, подаваемого из магистрали, до значений, необходимых для работы устройства-потребителя. Еще одно назначение редукционного клапана — поддержание постоянного давления на входе таких устройств.
Основные области применения гидравлических редукционных клапанов следующие:
Правильно подобранный редукционный клапан дает следующие преимущества:
Специалисты рекомендуют устанавливать редукционный клапан в следующих случаях:
Чтобы стабилизировать давление в отопительных контурах, применяется подпиточный клапан.
Виды регулировочных клапанов
Устройства разделяют на две подгруппы. Они различаются конструкцией и принципом действия. Это:
Редукторы разделяются также по виду рабочей среды:
Рабочая среда влияет на выбор конструкции, материалов, диапазонов регулировки.
Гидравлические редукторы, в свою очередь, бывают поршневые и мембранные. Поршневые отличаются тем, что изменения входного давления не влияет на стабильность параметров на выходе. Однако устройства такого типа намного более чувствительны к загрязнениям и посторонним включениям в потоке рабочей среды и требую установки фильтров. В мембранных редукторах перепады на входе сказываются на постоянстве напора на выходе, они неприхотливы и допускают значительные загрязнения жидкости. Для срабатывания им не требуется существенный перепад входного давления.
Клапан редукционный пружинного типа применяется для управления напором при подаче газов, воды, пара, растворов теплоносителей.
Функции редукционного клапана
Для чего нужен водный или газовый редукционный клапан? Редуктора выполняют следующие основные функции:
Сложные современные устройства выполняют и другие функции, такие, как передача данных в централизованную систему управления, доочистка рабочей среды от механических загрязнений и других посторонних включений.
Как работает редукционный клапан
Рассмотрим принцип работы прямых и непрямых редукционных клапанов.
Для этого будет рассмотрены схемы простейших редукционных клапанов.
Редукционный клапан прямого действия
Основные элементы конструкции редуктора прямого действия следующие:
Давление на входе (Рн) не вызывает перемещения золотника. Когда давление на выходе (Рред) падает ниже заданной величины, пружина отжимает сердечник вниз, открывая выходной патрубок и соединяя его с центральной камерой. Рн начинает действовать и на нижний срез золотника, отжимая его вверх, сжимая пружину и перекрывая выходной патрубок. По мере расхода жидкости потребителем в выходном патрубке Рред снижается, и пружина снова отжимает поршень вниз. Рабочий цикл повторяется.
Рн воздействует на обе поверхности камеры золотника с равной силой и не вызывает его продольного перемещения. Рред и сила пружины действуют на поршень в противоположных направлениях. Сила воздействия пружины задается регулировочным винтом. Чем сильнее он завернут, тем больше эта сила и тем большее давление воды требуется, чтобы ее уравновесить.
При росте Рред поршень будет двигаться вверх, постепенно перекрывая просвет входного патрубка, при этом будет снижаться и подача рабочей среды, снижая, таким образом, Рред.
Как только Рред снизится до заданной величины, пружина начнет отжимать поршень вниз, увеличивая просвет и поступление рабочей среды. Рн начнет увеличиваться. Одновременно этот механизм выполняет и функции обратного клапана.
При большом расходе клапан прямого действия будет вызывать большие колебания расходы продукта.
В этом случае разумно применить редукционный клапан давления непрямого действия.
Редукционный клапан непрямого действия
Применение таких устройств дает возможность снизить зависимость колебаний давления от расхода.
Устройство редуктора непрямого действия заметно сложнее, чем прямого.
Входной поток проходит чрез просвет между конической частью поршня золотника и седлом, и далее- в отводной канал. Сила давления в этом канале действует на нижний срез поршня золотника, отжимая его вверх. Это давление уравновешивается силой сжатия главной пружины и давлением на верхнюю часть поршня, куда рабочая среда поступает через дросселирующую заслонку. Далее отводной канал подходит к подпружиненному шарику, перекрывающему выход в дренажный патрубок. Сила сжатия этой пружины изменяется с помощью регулировочного винта.
Позиция золотника определяется равнодействующей Рред и давления в верхней камере.
Если давление в отводном канале превышает заданный регулировочным винтом уровень, шарик отжимается вправо, открывая путь рабочей среде в дренаж. Возрастает расход, и благодаря потерям в дросселирующей заслонке давление в верхней камере начинает снижаться. После сброса в дренаж некоторого ее количества давление падает до заданного, и пружина отжимает шарик к седлу, перекрывая клапан. Золотник перемещается в сторону меньшего давления, перекрывая входной патрубок, и Рред также снижается до установленной величины.
Отличие редуктора от предохранительного клапана
Конструктивно эти два вида запорных устройств имеют очень много общего. Они походи внешним видом корпусов, рабочее давление и там, и там задается регулировочными винтами, изменяющими степень сжатия пружин, подпирающих клапаны. Много общего и в их схемах с точки зрения гидравлики.
Различия заключаются в назначении, принципе действия и особенностях внутреннего устройства.
Предохранительный клапан выполняет единственную функцию — он не должен допустить повышение давления в системе выше заданной предельной величины.
Управляется он входным давлением (Рн). Для него не имеет значения расход рабочей среды, проходящей через клапан. Это устройство эпизодического действия.
Редуктор же должен независимо от Рн поддерживать постоянное давление на выходе. Он управляется выходным Рред. Постоянный расход имеет большое значение для функционирования этого типа устройств. Действуют они не эпизодически, ка предохранителя, а постоянно.
Различие в управляющих параметрах нашли свое отражение и на гидравлических схемах. У редуктора пунктир, символизирующий управление, подходит ко входу, а у предохранителя — к выходу.
Ремонт и неисправности масляного клапана
Конструкция редуктора достаточно простая, это обуславливает его высокую отказоустойчивость и долгий срок эксплуатации. Обычно это бывает связано с износом деталей устройства.
Специалисты выделяют следующие основные неисправности редукторов:
Ремонт и обслуживание можно проводить только при полностью отключенных насосах, двигателях и сбрасывании давления в магистрали до нуля. Нарушение этого правила может привести к выбросу масла и деталей клапана, травмированию персонала и повреждению оборудования.
Ремонт заключается в демонтаже клапана и его полной разборке для дефектации.
Все детали, включая корпус, надо тщательно промыть в растворителе от остатков масла и других загрязнений и осмотреть. Поврежденные детали следует заменить. Если нет уверенности в упругости пружины, лучше заменить и ее, не дожидаясь сбоев в работе.
Такое обслуживание обычно приурочивают к плановому ремонту двигателя, связанному с частичной разборкой. Если на внутренних поверхностях корпуса или на поверхности золотника обнаружены царапины или задиры, лучше заменить весь клапан.
Как устанавливать и регулировать
В разветвленных сетях водоснабжения редукционная арматура ставится на входе в квартиру. Они позволяют компенсировать перепады напора, связанные с неравномерным расходом воды на разных этажах здания и стабилизировать напор для конечных потребителей.
При планировании и монтаже рекомендуется учитывать следующее:
Фланцевые соединения более надежны, но в бытовой сети их преимущества проявляются слабо. Сварные соединения обладают максимальной надежностью, но низкой ремонтопригодностью. Для требующего периодического обслуживания и замены оборудования — это не лучший выбор.
Обслуживание и ремонт
Обслуживание редукторов требуется минимальное. Если изготовитель указал периодичность осмотра, то лучше соблюдать ее и в указанное время разбирать клапан проверять состояние его деталей и при необходимости заменять изношенные. Если на водопроводном редукторе стоят два манометра- до и после, то по их показаниям можно точнее определить время внепланового обслуживания устройства. Своевременное плановое обслуживание позволяет избежать внепланового, экстренного ремонта, вызванного поломкой.
Редуцирующее устройство
Если сосуд работает под давлением меньше давления питающего источника, то на подводящем трубопроводе устанавливают редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном. Последние помещают на стороне меньшего-давления после редуцирующего устройства. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, устанавливают одно редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном (на общей магистрали до первого ответвления). Если отсутствует возможность повышения давления, то предохранительный клапан на сосудах не устанавливают. При срабатывании предохранительных клапанов рабочая среда отводятся в безопасное место,
В тех случаях, когда в сосуде давление меньше, чем в источнике давления, на подводящем к сосуду трубопроводе устанавливается редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, устанавливаемым на стороне меньшего давления (за редуктором): Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении и одной и той же среде, может устанавливаться одно редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном на общей магистрали до первого ответвления. В этом случае, если в сосудах ис-
Если автоматическое редуцирующее приспособление из-за особенностей свойств среды не может надежно работать, допускается замена его ручным редуцирующим вентилем, двумя предохранительными клапанами и манометром на стороне низкого давления. На каждом сосуде, кроме манометра, указывающего давление в сосуде, устанавливается вентиль или кран для контроля отсутствия давления в сосуде перед его вскрытием или соответствующая арматура, позволяющая проверить отсутствие давления в сосуде.
Если автоматическое редуцирующее приспособление не может вследствие физических свойств среды надежно работать, оно может быть заменено ручным редуцирующим вентилем с манометром с двумя предохранительными клапанами на стороне низкого давления.
Если автоматическое редуцирующее приспособление не может вследствие физических свойств среды гнадежно работать, оно может быть заменено ручным редуцирующим вентилем с двумя предохранительными клапанами и манометром на стороне низкого давления. В этом случае пропускная способность кзж-дс-го /предохранительного клапана’ должна соответствовать пропускной способности подводящего трубопровода или вентиля при максимальном давлении и наибольшем открьр тии вея-пиля с тем, чтобы давление в сосуде не могло подняться выше установленного прм работе предохранительных клапанов.
5-4-10. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, устанавливается одно редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, расположенным на общей магистрали до первого ответвления. В этих случаях установка предохранительных клапанов на сосудах не обязательна, если в них исключена возможность повышения давления.
В случаях, когда автоматическое редуцирующее приспособление вследствие физических свойств среды не может надежно работать, допускается замена его ручным редуцирующим вентилем, предохранительным клапаном и манометром на стороне меньшего давления.
Когда давление пара или газа в источнике, откуда они поступают в работающий сосуд, выше давления, на которое сосуд рассчитан, необходимо иметь, кроме запорного клапана, еще автоматическое редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном, установленное на стороне меньшего давления.
устанавливается одно редуцирующее приспособление с манометром и предо-
В случаях, когда автоматическое редуцирующее приспособление вслед-
Если сосуд работает под давлением меньше давления питающего источника, то на подводящем трубопроводе устанавливают редуцирующее приспособление с манометром и предохранительным клапаном. Последние помещают на стороне меньшего-давления после редуцирующего устройства. Для группы сосудов, работающих при одном и том же давлении, устанавливают одно редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном (на общей магистрали до первого ответвления). Если отсутствует возможность повышения давления, то предохранительный клапан на сосудах не устанавливают. При срабатывании предохранительных клапанов рабочая среда отводятся в безопасное место,
Ответвления газопроводов, подводящих инертный газ к аппаратам, рассчитанным на давление, меньше чем в магистральном газопроводе инертного газа, должны быть снабжены автоматическими редуцирующими устройствами, предохранительными гидравлическими клапанами (гидрозатворами) и манометрами (на стороне низкого давления). Редуцирующее устройство и предохраяи-
Для защиты парового пространства кипятильников устанавливают редуцирующее устройство и предохранительный клапан на стороне низкого давления на общем паропроводе, от которого отбирается питание для группы кипятильников. При этом расчетное давление всех кипятильников, питающихся от этого паропровода, должно быть ‘не меньше давления, на которое отрегулировано редуцирующее устройство. Расчетное давление парового пространства аппарата должно быть не менее максимально возможного давления в аппарате, определяемого требованиями технологического процесса, плюс наибольшее гидравлическое сопротивление паропровода от места установки редуцирующего устройства до аппарата-пароприемника.
г) для паропроводов — максимально возможное давление пара, которое может создаться на участке трубопровода, в цехе или на установке; для межцеховых паропроводов рабочим давлением считается условное давление на распределительном коллекторе, согласованное с поставщиком пара; для внутрицеховых паропроводов принимается наивысшее расчетное давление, на которое отрегулированы редуцирующее устройство и предохранительный клапан, установленный на стороне низкого давления;
Групповая защита от опасного завышения давления в аппаратах в отдельных случаях коренным образом изменяет характер стравливания через предохранительные клапаны. Если расчетное давление БСВХ аппаратов, подключаемых к одному газопроводу, меньше давления источника питания, то достаточно установить одно редуцирующее устройство и один предохранительный клапан на стороне низкого давления.
редуцирующее устройство должно обеспечивать поддержание расчетного давления газа в напорном трубопроводе в течение всего периода тушения.
На магистралях воздуха, газа, жидкости редукторы или регуляторы давления следует устанавливать перед непосредственным потребителем (пневмоинструменты, печь, гидромонитор) или группой потребления с целью понижения давления до установленного для данного технологического процесса или оборудования. Для группы оборудования, работающего при одном и том же давлении, может быть применено одно редуцирующее устройство с манометром и предохранительным клапаном, установленными на общей магистрали до первого ответвления.
Редуцирующее устройство может быть автоматического действия при условии, если рабочая среда позволяет это сделать. Установка ручного редуцирующего вентиля разрешается при наличии двух предохранительных клапанов и манометра на стороне низкого давления.
Автоматическое редуцирующее устройство и предохранительный клапан должны быть отрегулированы на расчетное давление аппаратов, потребляющих инертный газ.
Подогреватель газа снабжается автоматическими устройствами, регулирующими температуру подогреваемого газа в заданных пределах, а также прекращающими подачу газа на горелки при повышении и понижении давления топливного газа сверх допустимого. На топливном газопроводе подогревателя должны быть установлены редуцирующее устройство, предохранительный клапан, отрегулированный на давление, необходимое для горения газа в горелках, а также устройство для предупреждения попадания конденсата в контрольно-измерительные приборы и горелки. Газопровод, подводящий топливный газ к го-
Что такое редуцирующее устройство
Схема редуцирования газа
Что это такое?
Редуцирование газа — это процесс снижения давления на входе в ГРС до заданного значения и поддержания его с определённой точностью.
Это интересно:
В зависимости от категории потребителя различают газопроводы низкого давления — для газоснабжения жилых домов, а также среднего и высокого — для подачи газа на промышленные предприятия.
Для чего это нужно?
Как это происходит?
Процесс редуцирования на ГРС голубое топливо проходит наряду с очисткой, подогревом, замером расхода и одоризацией. Снижение давления осуществляется в непрерывном режиме через узел редуцирования при помощи автоматических клапанов регуляторов различных модификаций. В качестве регуляторов давления на газораспределительных станциях используются регуляторы прямого и непрямого действия.
Узел редуцирования на газораспределительной станции
Технологические схемы ряда ГРС предполагают наличие двух и более линий редуцирования с обязательным наличием резервных. На каждом выходе из станции имеется блок предохранительных клапанов на случай превышения давления сверх установленных пределов.
При отклонении выходного давления газа от допустимого значения датчик, настроенный на определенный параметр, дает команду на переключение крана и автоматический пуск в работу другого регулятора. Одновременно с этим происходит оповещение обслуживающего персонала станции при помощи звуковой и световой сигнализации, позволяющей оперативно отреагировать и устранить сбой в работе оборудования.
Как у нас?
На газораспределительных станциях ООО «Газпром трансгаз Ставрополь» снижение давления происходит в блоках (узлах) редуцирования газа. Фактическое выходное давление на станциях Общества варьируется от 0,1 МПа до 1,2 МПа. На ГРС голубое топливо очищают, при необходимости подогревают, редуцируют, одорируют, замеряют и через выходной газопровод направляют потребителям. Для редуцирования газа на ГРС Общества используют десятки разных типов регуляторов давления. Процесс снижения давления осуществляют как в ручном, так и в автоматическом режиме.